JP2005318631A - Method for reducing peak-to-average power ratio using code book in code division multiple access communication, and apparatus - Google Patents

Method for reducing peak-to-average power ratio using code book in code division multiple access communication, and apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a CDMA system whose peak-to-average power ratio is reduced. <P>SOLUTION: The invention is a method and apparatus for generating a code book used in the CDMA system. The code book is composed of a plurality of vectors used for coding a user data. An amplitude and a polarity of each vector of the code book are selected, to reduce the peak-to-average power ratio. Amplitude value can be selected, to reduce the peak-to-average power ratio, while maintaining a desired average energy per chip. The desired energy per chip can be based on energy per chip in the CDMA system, having a lower-order spreading factor. Furthermore, performance can be improved, by using a first code book under the condition of a first signal-to-noise ratio, and by using a second code book under the condition of a second signal-to-noise ratio. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、CDMA(符号分割多重接続)通信システムに関し、より詳細には、PAPR(ピーク対平均電力比)を低減するDS−CDMA(Direct Sequence CDMA)システムに関する。   The present invention relates to a CDMA (Code Division Multiple Access) communication system, and more particularly, to a DS-CDMA (Direct Sequence CDMA) system that reduces PAPR (Peak to Average Power Ratio).

CDMA技術は、複数の情報信号を同一チャネルで伝送し、各ユーザ・サブチャネルを一意の拡散符号で符号化して差別化する。当初、CDMAネットワークは、音声トラフィックだけを搬送するために設計されていたため、データ転送速度の可変性は限られていた。しかし今や、CDMAネットワークは、それぞれが潜在的に異なるデータ転送速度やサービス品質を必要とする多様な用途を包含するように発展しつつある。拡散符号を4つ用いるCDMAシステムは、「拡散係数」が4であるとされ、4つの個別データ・ストリームを伝送できる。   In the CDMA technology, a plurality of information signals are transmitted on the same channel, and each user subchannel is encoded with a unique spreading code to be differentiated. Initially, CDMA networks were designed to carry only voice traffic, so the variability in data rate was limited. Now, however, CDMA networks are evolving to encompass a variety of applications, each requiring potentially different data rates and quality of service. A CDMA system using four spreading codes has a “spreading factor” of four and can transmit four separate data streams.

所与のCDMA送信機の出力は、一般に、各データ・ストリームに、その対応する拡散符号を乗じたものの和である。拡散係数が4であるシステムの場合、16個の出力ベクトルが存在しうる。そのようなCDMAのピーク対平均電力比が、ピーク・エネルギーを平均エネルギーで割ったものの、可能な各出力ベクトル全体にわたる最大値であることは明らかであろう。CDMAシステムのピーク対平均電力比が1より大きい場合は、明らかに、様々な信号の電力が変動している。したがって、通信装置においてよく見られるように、出力ベクトルが送信前に非線形増幅器で増幅される場合は、送信信号が、ありうる各出力ベクトルのそれぞれに対して異なるように増幅され、それによって、非線形歪みが発生する。
T.Ottosson「Precoding for Minimization of Envelope Variations in Multicode DS−CDMA Systems」、Wireless Personal Communications,13、57〜78頁、2000年 F.J.MacWilliams、N.J.A.Sloane、「The Theory of Error−Correcting Codes」、North−Holland、1977年 F.J.MacWilliams、N.J.A.Sloane、「The Theory of Error−Correcting Codes」、第14.3章、系3 L.R.Bahlら、「Optimal Decoding of Linear Codes for Minimizing Symbol Error Rate」、IEEE Trans.Inform.Theory、20、284〜87頁、1974年
The output of a given CDMA transmitter is generally the sum s of each data stream multiplied by its corresponding spreading code. For a system with a spreading factor of 4, there can be 16 output vectors s . It will be apparent that such CDMA peak-to-average power ratio is the maximum across all possible output vectors s , although peak energy divided by average energy. Obviously, when the peak-to-average power ratio in a CDMA system is greater than 1, the power of the various signals varies. Thus, as is often seen in communication devices, when the output vector s is amplified with a non-linear amplifier before transmission, the transmitted signal is amplified differently for each possible output vector s , thereby Non-linear distortion occurs.
T.A. Ottosson “Precoding for Minimization of Envelope Variations in Multicode DS-CDMA Systems”, Wireless Personal Communications, 13, 57-78, 2000 F. J. et al. MacWilliams, N.M. J. et al. A. Sloane, “The Theory of Error-Correcting Codes”, North-Holland, 1977 F. J. et al. MacWilliams, N.M. J. et al. A. Slone, "The Theory of Error-Correcting Codes", Chapter 14.3, Series 3 L. R. Bahl et al., “Optimal Decoding of Linear Codes for Minimizing Symbol Error Rate”, IEEE Trans. Inform. Theory, 20, pp. 284-87, 1974

そこで、ピーク対平均電力比を低減できるCDMAシステムが必要とされる。   Therefore, a CDMA system that can reduce the peak-to-average power ratio is needed.

主に、CDMAシステムで使用するコード・ブックを生成する方法および装置を提供する。コード・ブックは、ユーザ・データを符号化するために使用される複数のベクトルからなる。本発明の一態様によれば、コード・ブックにおける各ベクトルの振幅および極性は、ピーク対平均電力比を低減するように選択される。この振幅値は、チップ当たりの所望の平均エネルギーを維持しながらピーク対平均電力比を低減するように選択できる。チップ当たりの所望のエネルギーは、より低次の拡散係数を有するCDMAシステムのチップ当たりのエネルギーに基づくようにできる。   Mainly, a method and apparatus for generating a code book for use in a CDMA system is provided. A code book consists of a plurality of vectors used to encode user data. According to one aspect of the invention, the amplitude and polarity of each vector in the code book is selected to reduce the peak to average power ratio. This amplitude value can be selected to reduce the peak to average power ratio while maintaining the desired average energy per chip. The desired energy per chip can be based on the energy per chip of a CDMA system having a lower order diffusion coefficient.

一例示的実施態様では、CDMAシステムは、8つの個別データ・ストリームを伝達するために拡散係数8を有する。所望のデータ転送速度(たとえば、拡散係数が4であるCDMAシステムのデータ転送速度)を維持するために、1つまたは複数のデータ・ストリームを予約できる。例示的なコード・ブックで用いられるベクトルは、よく用いられる、拡散係数が4である従来のCDMAシステムに比べてピーク対平均電力比を大幅に低減できる振幅値を有する。さらなる一変形形態では、第1の信号対雑音比の条件下で第1のコード・ブックを用い、第2の信号対雑音比の条件下で第2のコード・ブックを用いることによって性能をさらに向上させることができる。   In one exemplary implementation, a CDMA system has a spreading factor of 8 to convey eight separate data streams. One or more data streams can be reserved to maintain a desired data rate (eg, a CDMA system with a spreading factor of 4). The vectors used in the exemplary code book have amplitude values that can significantly reduce the peak-to-average power ratio as compared to the commonly used conventional CDMA system with a spreading factor of 4. In a further variation, the performance is further improved by using a first code book under conditions of a first signal to noise ratio and using a second code book under conditions of a second signal to noise ratio. Can be improved.

システムの観点では、本発明の機能を組み込んだCDMA送信機は、符号化されたデータ・ストリームに、対応する拡散符号を乗ずる乗算器を複数備える。符号化されたデータ・ストリームは、複数のベクトルからなるコード・ブックに基づき、そのベクトルのそれぞれは、本発明に従って、ピーク対平均電力比を低減するように選択された、均一でない振幅値を有する。
このあとの詳細な説明および図面を参照することにより、本発明ならびに本発明のさらなる特徴および利点をより完全に理解できよう。
From a system point of view, a CDMA transmitter incorporating the features of the present invention comprises a plurality of multipliers that multiply the encoded data stream by a corresponding spreading code. The encoded data stream is based on a code book consisting of a plurality of vectors, each of which has non-uniform amplitude values selected to reduce the peak-to-average power ratio in accordance with the present invention. .
The invention and further features and advantages of the invention can be more fully understood with reference to the following detailed description and drawings.

図1は、拡散係数(SF)が4である、従来のDS−CDMAシステム100を示している。従来のDS−CDMAシステム100は、たとえば、携帯電話で使用されている。例示的なDS−CDMAシステム100の詳細については、たとえば、この参照により開示に含まれる、T.Ottosson「Precoding for Minimization of Envelope Variations in Multicode DS−CDMA Systems」、Wireless Personal Communications,13、57〜78頁、2000年を参照されたい。   FIG. 1 shows a conventional DS-CDMA system 100 with a spreading factor (SF) of four. The conventional DS-CDMA system 100 is used in, for example, a mobile phone. Details of an exemplary DS-CDMA system 100 can be found, for example, in T.W. See Ottosson, “Precoding for Minimization of Envelope Variations in Multicode DS-CDMA Systems”, Wireless Personal Communications, 13, 57-78, 2000.

図1に示した従来のDS−CDMAシステム100は、ストリーム0、1、2、3の情報をそれぞれ搬送する4つの情報ストリームa、a、a、aを同時送信するために用いられる。変数a、a、a、aは、ベクトル=(a,a,a,a)を形成する。ベクトルは、出力ベクトルと呼ばれ、通信チャネルに出力される。ベクトル は拡散シーケンスである。一般に、各情報ストリームa、a、a、aに、対応する拡散シーケンス が、対応する乗算器110−1〜110−4によってそれぞれ乗ぜられ、それらの拡散信号がステージ120で結合され、チャネルに出力される。 The conventional DS-CDMA system 100 shown in FIG. 1 is used to simultaneously transmit four information streams a 0 , a 1 , a 2 , and a 3 that carry information of streams 0 , 1 , 2 , and 3 , respectively. It is done. The variables a 0 , a 1 , a 2 , a 3 form the vector a = (a 0 , a 1 , a 2 , a 3 ). The vector s is called an output vector and is output to the communication channel. The vectors c 0 , c 1 , c 2 , c 3 are spreading sequences. In general, each information stream a 0 , a 1 , a 2 , a 3 is multiplied by a corresponding spreading sequence c 0 , c 1 , c 2 , c 3 by a corresponding multiplier 110-1 to 110-4, respectively. These spread signals are combined at stage 120 and output to the channel.

図2は、図1のDS−CDMAシステム100で用いることのできる例示的なコード・ブックA 200を示している。したがって、ベクトルは、図2のコード・ブックAを形成する。i番目の情報ストリームの情報ビットが、ベクトルaのi番目のエントリの符号に符号化される。論理0(0)はベクトルの正のエントリに対応し、論理1(1)は負のエントリに対応する。たとえば、0番目と3番目の情報ストリームで論理0を送信し、1番目と2番目の情報ストリームで論理1を送信する場合は、ベクトル=(a,−a,−a,a)を送信する。値aは、送信信号の振幅である。一般に、4つの情報ストリームa、a、a、aのそれぞれの振幅は同一である。従来のDS−CDMAシステム100のいくつかの実施態様では、4つの情報ストリームa、a、a、aのうちの1つまたは複数の振幅を増大させ、それに対応して、ストリームのエネルギーを増大させる(したがって、保護を強化する)ことができる。たとえば、パイロット信号に関連付けられる場合があるストリームaの振幅を増大させて、チャネル推定を改善することができる。
ベクトル は、対応する情報ストリームに割り当てられた拡散シーケンスである。
拡散シーケンス は、次のように定義される。
=(1,1,1,1)
=(1,−1,1,−1)
=(1,1,−1,−1)
=(1,−1,−1,1)
これらのシーケンスは、次式に示すように、よく知られた4次元アダマール行列Hの行を形成する(たとえば、F.J.MacWilliams、N.J.A.Sloane、「The Theory of Error−Correcting Codes」、North−Holland、1977年を参照されたい)。

Figure 2005318631
したがって、これらのシーケンスは直交する。すなわち、
Figure 2005318631
が成り立つ。ここで、乗算・は、次のルールで定義される、2つのベクトルの内積である。
(x,x,...,xn−1)・(y,y,...,yn−1)=x+x+...xn−1n−1
たとえば、
=(1,−1,1,−1)・(1,1,−1,−1)=1−1−1+1=0であるが、
=(1,−1,1,−1)・(1,−1,1,−1)=1+1+1+1=4である。 FIG. 2 shows an exemplary code book A 200 that can be used in the DS-CDMA system 100 of FIG. The vector a thus forms the code book A of FIG. The information bits of the i-th information stream are encoded into the code of the i-th entry of the vector a. Logic 0 (0) corresponds to the positive entry of vector a , and logic 1 (1) corresponds to the negative entry. For example, if a logic 0 is transmitted in the 0th and 3rd information streams, and a logic 1 is transmitted in the 1st and 2nd information streams, the vector a = (a, -a, -a, a) is transmitted. To do. The value a is the amplitude of the transmission signal. In general, the amplitudes of the four information streams a 0 , a 1 , a 2 , a 3 are the same. In some implementations of the conventional DS-CDMA system 100, the amplitude of one or more of the four information streams a 0 , a 1 , a 2 , a 3 is increased, correspondingly, Energy can be increased (and thus protection can be enhanced). For example, the amplitude of stream a 0 that may be associated with the pilot signal can be increased to improve channel estimation.
The vectors c 0 , c 1 , c 2 , c 3 are spreading sequences assigned to the corresponding information streams.
The spreading sequences c 0 , c 1 , c 2 , c 3 are defined as follows:
c 0 = (1,1,1,1)
c 1 = (1, -1,1, -1)
c 2 = (1,1, -1, -1)
c 3 = (1, −1, −1,1)
These sequences form the rows of the well-known four-dimensional Hadamard matrix H 4 as shown in the following equation (for example, FJ MacWilliams, NJA ASlone, “The Theory of Error− Collecting Codes ", North-Holland, 1977).
Figure 2005318631
Therefore, these sequences are orthogonal. That is,
Figure 2005318631
Holds. Here, multiplication is an inner product of two vectors defined by the following rule.
(X 0 , x 1 ,..., X n−1 ) · (y 0 , y 1 ,..., Y n−1 ) = x 0 y 0 + x 1 y 1 +. . . x n-1 y n-1
For example,
c 1 · c 2 = (1, -1,1, -1) · (1,1, -1, -1) = 1-1-1 + 1 = 0,
c 1 · c 1 = (1, -1,1, -1) · (1, -1,1, -1) = 1 + 1 + 1 + 1 = 4.

出力ベクトル=(s,s,s,s)は、変調された後にチャネルに送信されるが、このベクトルは次式で計算される。
・H=a +a +a +a
乗算a は、4チップ分の時間を占有する。したがって、図1のDS−CDMAシステム100のような、拡散係数が4であるDS−CDMAシステムは、変数a、a、a、aの値を、連続する4チップごとより早く変えることができない。
The output vector s = (s 0 , s 1 , s 2 , s 3 ) is transmitted to the channel after being modulated, and this vector is calculated by the following equation.
s = a · H 4 = a 0 c 0 + a 1 c 1 + a 2 c 2 + a 3 c 3
The multiplication a i c i occupies time for 4 chips. Accordingly, a DS-CDMA system with a spreading factor of 4, such as the DS-CDMA system 100 of FIG. 1, changes the values of the variables a 0 , a 1 , a 2 , a 3 earlier than every four consecutive chips. I can't.

したがって、DS−CDMAシステム100は、変数a、a、a、aが4チップごとに新しい値をとるシステムであり、変数aは、mチップごとにのみ新しい値をとる(mは8で割り切れる整数である)。システム100では、0番目のストリームが特別な役割を果たすことになっている。たとえば、携帯電話の0番目のストリームは音声の伝送に使用でき、他のストリームはデータの伝送に使用できる。音声は、データと比べて変化が格段に遅いので、aは、連続するiチップごとに新しい値をとればよい。一般的かつ重要な別のケースは、0番目のストリームをパイロット信号の伝送に用いる場合である。通常、パイロット信号は、長い時間間隔(たいていは256チップ)にわたって一定であるため、復号器がチャネル・フェーディング係数を精度よく推定することを可能にする。 Therefore, the DS-CDMA system 100 is a system in which the variables a 0 , a 1 , a 2 , and a 3 take new values every 4 chips, and the variable a 0 takes a new value only every m chips (m Is an integer divisible by 8. In the system 100, the 0th stream is to play a special role. For example, the 0th stream of the mobile phone can be used for audio transmission, and the other streams can be used for data transmission. Voice, since the change in comparison with the data is much slower, a 0 may be taken a new value for each i chip consecutive. Another common and important case is when the 0th stream is used for pilot signal transmission. Usually, the pilot signal is constant over a long time interval (usually 256 chips), thus allowing the decoder to accurately estimate the channel fading coefficients.

DS−CDMAシステム100の速度は、チップごとに送信される情報ビットの平均の数として定義される。DS−CDMAシステム100の速度は、次式で表すことができる。

Figure 2005318631
復号化
ベクトルは、例示的なチャネルを介しての送信中に、付加雑音によって破損し、ベクトルが受信される(は雑音のベクトルである)。aの値を復元するために、次式のように、受信ベクトルにベクトル を乗ずる逆拡散手続きを用いる。
=()・ =(a +a +a +a )・ zc (3)
式(1)の直交性を考慮すると、次式が得られる。
=4a
最後に、hの符号を計算し、元のビットを
Figure 2005318631
として再構成する。チャネル雑音があまり強くない場合、つまり、ベクトルのエントリが小さい数の場合は、高い確率で、量|・c|が|4a|より小さくなる。したがって、hはaと同じ符号になり、
Figure 2005318631
はaと等しくなる。 The speed of the DS-CDMA system 100 is defined as the average number of information bits transmitted per chip. The speed of the DS-CDMA system 100 can be expressed as:
Figure 2005318631
Decoding vector s is corrupted by additive noise during transmission over the exemplary channel, and vector x = s + z is received ( z is a vector of noise). In order to restore the value of a i , a despreading procedure is used in which the received vector x is multiplied by the vector c i as shown in the following equation.
h i = x · c i = (s + z) · c i = (a 0 c 0 + a 1 c 1 + a 2 c 2 + a 3 c 3) · c i + zc i (3)
Considering the orthogonality of equation (1), the following equation is obtained.
h i = 4a i + z · c i
Finally, to calculate the sign of h i, the original bit
Figure 2005318631
Reconfigure as. If the channel noise is not very strong, that is, if the number of entries in the vector z is small, the quantity | z · c i | is less than | 4a i | with high probability. Therefore, h i has the same sign as a i ,
Figure 2005318631
Is equal to a i .

たとえば、一般性を損なうことなく、a=1と仮定できる。=(1,−1,1,1)とし、=(2.1,−1.8,−1.85,−1.75)とすると、=(2,2,−2,2)および=(2.1,−1.8,−1.85,−1.75)となる。たとえば、式(3)に従ってhを計算すると、hは−3.3となり、

Figure 2005318631
が得られる。 For example, it can be assumed that a = 1 without loss of generality. If a = (1, -1,1,1) and z = (2.1, −1.8, −1.85, −1.75), then s = (2,2, −2,2) ) And h = (2.1, -1.8, -1.85, -1.75). For example, if h 1 is calculated according to equation (3), h 1 becomes −3.3,
Figure 2005318631
Is obtained.

変数aは、mチップごとにのみ値が変化し、シーケンス =(1,1,1,1)の支援によって拡散されるので、aの値の再構成には別のルールを用いる。 (i),i=1,...,m/4は、mチップを送信した後にチャネルから受信したベクトルを表す。 (i),i=1,...,m/4は、対応する雑音ベクトルを表す。値aを求めるために、次式を計算し、

Figure 2005318631
Figure 2005318631
を再構成する。以下で定義する符号化エラーの確率が、aに関しては、他のaの値の場合より格段に低くなることは明らかであろう。
DS−CDMAシステム100のようなDS−CDMAシステムのビット・エラー確率は、次のように定義される。
Figure 2005318631
DS−CDMAシステム100のPAPR
信号=(x,x,....,xn−1)のエネルギーは、
Figure 2005318631
で定義される。
したがって、出力ベクトルのチップ当たりの平均エネルギーは、次式のとおりである。
Figure 2005318631
The variable a 0 changes only for every m chips and is spread with the support of the sequence c 0 = (1,1,1,1), so another rule is used to reconstruct the value of a 0 . x (i) , i = 1,. . . , M / 4 represents a vector received from the channel after transmitting m chips. z (i) , i = 1,. . . , M / 4 represents the corresponding noise vector. To find the value a 0 , calculate
Figure 2005318631
Figure 2005318631
Reconfigure. It will be apparent that the coding error probability defined below is much lower for a 0 than for other values of a i .
The bit error probability of a DS-CDMA system, such as DS-CDMA system 100, is defined as follows:
Figure 2005318631
PAPR of DS-CDMA system 100
The energy of the signal x = (x 0 , x 1 ,..., X n−1 ) is
Figure 2005318631
Defined by
Therefore, the average energy per chip of the output vector s is as follows:
Figure 2005318631

このシステムのチップ当たりの平均エネルギーは、図2に示したコード・ブックAにあるベクトルに対応する、ありうる16個のベクトルのすべてを平均した値E()として、次式のように定義される。

Figure 2005318631
のピーク・エネルギーは次式で定義される。
Figure 2005318631
DS−CDMAシステム100のピーク対平均電力比は次のとおりである。
Figure 2005318631
したがって、ピーク対平均電力比は変動する。携帯電話などの通信装置においてよく見られる非線形増幅器の場合、送信信号の各成分がそれぞれ異なるように増幅され、それによって、非線形歪みが発生する。そこで、ピーク対平均電力比を低減できるDS−CDMAシステムが必要とされる。
をn次元のアダマール行列とし、=(y,...,yn−1)を実ベクトルとし、νとする。パーセバルの公式(たとえば、F.J.MacWilliams、N.J.A.Sloane、「The Theory of Error−Correcting Codes」、第14.3章、系3を参照されたい)によれば、次式で表されるベクトルのエネルギーは、
Figure 2005318631
次の等式によって、ベクトルνのエネルギー
Figure 2005318631
に関係付けられる。
E(ν)=nE() (7)
ベクトル=(a,a,a,a)が送信されると、パーセバルの公式(式(7))に従って、対応する出力ベクトルは、次式で与えられるチップ当たりの平均エネルギーを有する。
Figure 2005318631
したがって、式(4)から次式が成り立つ。
=4a (9) The average energy per chip of this system is the value E ( s ), which is the average of all 16 possible vectors s corresponding to the vectors in code book A shown in FIG. Defined.
Figure 2005318631
The peak energy of s is defined by the following equation.
Figure 2005318631
The peak-to-average power ratio of the DS-CDMA system 100 is as follows.
Figure 2005318631
Thus, the peak to average power ratio varies. In the case of a nonlinear amplifier often found in a communication device such as a cellular phone, each component of the transmission signal is amplified differently, thereby generating nonlinear distortion. Therefore, there is a need for a DS-CDMA system that can reduce the peak-to-average power ratio.
Let H n be an n-dimensional Hadamard matrix, y = (y 0 ,..., Y n-1 ) be a real vector, and ν = y H n . According to Perseval's formula (see, for example, F.J.MacWilliams, N.J.A. Sloane, "The Theory of Error-Correcting Codes", Chapter 14.3, System 3), The energy of the vector y represented is
Figure 2005318631
The energy of the vector ν by the equation
Figure 2005318631
Related to.
E ( ν ) = nE ( y ) (7)
When the vector a = (a 0 , a 1 , a 2 , a 3 ) is transmitted, according to the Parseval formula (equation (7)), the corresponding output vector s is the average energy per chip given by Have
Figure 2005318631
Therefore, the following equation is established from the equation (4).
E A = 4a 2 (9)

これにより、DS−CDMAシステム100のPAPRが推定される。出力ベクトル=(s,s,s,s)の半分が、s、s、s、sのうちの3つの変数は0で、1つの変数の絶対値が|4a|であるという性質を有するのは明らかであろう。たとえば、=(a,a,−a,−a)であれば、対応する出力ベクトルは、=(0,0,4a,0)という形になる。出力ベクトルの次の半分は、変数s、s、s、sのすべての絶対値が同じ値|2a|であるという性質を有する。たとえば、=(a,−a,a,a)であれば、=(2a,2a,−2a,2a)である。したがって、式(6)、(5)、および(9)から、DS−CDMAシステム100のピーク対平均電力比を次式で表すことができる。

Figure 2005318631
Thereby, the PAPR of the DS-CDMA system 100 is estimated. Half of the output vector s = (s 0 , s 1 , s 2 , s 3 ) is 0 for three variables of s 0 , s 1 , s 2 , s 3 and the absolute value of one variable is | It will be clear that it has the property of 4a 2 |. For example, if a = (a, a, −a, −a), the corresponding output vector has the form s = (0, 0, 4a, 0). The next half of the output vector has the property that all absolute values of the variables s 0 , s 1 , s 2 , s 3 are the same value | 2a |. For example, if a = (a, −a, a, a), then s = (2a, 2a, −2a, 2a). Therefore, from the equations (6), (5), and (9), the peak-to-average power ratio of the DS-CDMA system 100 can be expressed by the following equation.
Figure 2005318631

DS−CDMAシステムの改良
図3は、本発明の機能を組み込んだDS−CDMAシステム300を示している。例示的なDS−CDMAシステム300は、拡散係数SF=8を提供し、従来のDS−CDMAシステム100と比較して、ピーク対平均電力比およびビット・エラー確率を低減する。DS−CDMAシステム300は、種々の実施態様において、0番目のストリームで送信される信号の(i)速度、(ii)チップ当たりの平均エネルギー、および(iii)振幅aを、従来のDS−CDMAシステム100と同じにすることができる。これにより、チップ当たりの平均電力を増やすことなく、従来のシステムの速度を維持できる。さらに、0番目のストリームで送信される信号の電力が変わらないことから、ビット・エラー確率も同じになる。0番目のストリームはシステムにおいて特別な役割を果たすので、0番目のストリームのビット・エラー確率をDS−CDMAシステム100並みに保つことは重要である。たとえば、0番目のストリームを用いてパイロット信号を送信した場合、その信号の振幅が減少すると、チャネル・フェーディング係数の推定が不正確になり、他の情報ストリームの復号が失敗することにつながる。
DS-CDMA System Improvement FIG. 3 shows a DS-CDMA system 300 incorporating the features of the present invention. The example DS-CDMA system 300 provides a spreading factor SF = 8 and reduces the peak-to-average power ratio and bit error probability compared to the conventional DS-CDMA system 100. The DS-CDMA system 300, in various embodiments, compares the (i) rate, (ii) average energy per chip, and (iii) amplitude a of the signal transmitted in the 0th stream with conventional DS-CDMA. It can be the same as system 100. Thereby, the speed of the conventional system can be maintained without increasing the average power per chip. Furthermore, since the power of the signal transmitted in the 0th stream does not change, the bit error probability is the same. Since the 0th stream plays a special role in the system, it is important to keep the bit error probability of the 0th stream as good as the DS-CDMA system 100. For example, when the pilot signal is transmitted using the 0th stream, if the amplitude of the signal decreases, the estimation of the channel fading coefficient becomes inaccurate, leading to failure of decoding of other information streams.

ベクトル=(b,b,b,b,b,b,b,b)を、後で図4と併せて定義するコード・ブックから取得する。例示的実施態様では、ストリーム0、1、...、6だけが情報を搬送し、ストリーム7は補助的役割を果たす。変数b、...、bの符号(極性)は、DS−CDMAシステム100と同様に、送信されたビットの値を表す。たとえば、正のエントリを論理0に対応させ、負のエントリを論理1に対応させることができる。絶対値|b|、...、|b|は、送信信号の振幅を表す。本発明のDS−CDMAシステム300では、(所望の平均エネルギーEが維持されるように)異なるストリームの信号に対し、異なる振幅と極性を選択する。
拡散シーケンス ,..., を次のように表すことができる。
=(1,1,1,1,1,1,1,1,)
=(1,−1,1,−1,1,−1,1,−1,)
=(1,1,−1,−1,1,1,−1,−1,)
=(1,−1,−1,1,1,−1,−1,1,)
=(1,1,1,1,−1,−1,−1,−1,)
=(1,−1,1,−1,−1,1,−1,1,)
=(1,1,−1,−1,−1,−1,1,1,)
=(1,−1,−1,1,−1,1,1,−1,)
The vector b = (b 0 , b 1 , b 2 , b 3 , b 4 , b 5 , b 6 , b 7 ) is obtained from a code book defined later in conjunction with FIG. In the exemplary embodiment, streams 0, 1,. . . , 6 carry information and stream 7 plays an auxiliary role. Variables b 0 ,. . . , B 6 sign (polarity) represents the value of the transmitted bit as in the DS-CDMA system 100. For example, a positive entry can correspond to a logic 0 and a negative entry can correspond to a logic 1. Absolute values | b 0 |,. . . , | B 7 | represents the amplitude of the transmission signal. In DS-CDMA system 300 of the present invention, with respect to (the desired average as energy E A is maintained) of different streams of the signal, selecting a different amplitude and polarity.
Spread sequences w 0 , w 1 ,. . . , W 7 can be expressed as follows:
w 0 = (1,1,1,1,1,1,1,1,)
w 1 = (1, -1,1, -1,1, -1, -1, -1,)
w 2 = (1,1, -1, -1, -1,1, -1, -1, -1)
w 3 = (1, -1, -1, -1,1, -1, -1, -1,1)
w 4 = (1,1,1,1, −1, −1, −1, −1,)
w 5 = (1, -1,1, -1, -1, -1, -1,1,)
w 6 = (1,1, -1, -1, -1, -1, -1,1,1)
w 7 = (1, -1, -1, -1, -1, -1,1, -1,)

シーケンス ,..., は、8次元アダマール行列Hの行を形成し、したがってそれらは直交する。変数b,...,bは8チップごとに新しい値を取得し、変数bはmチップごとに新しい値を取得する。8チップの時間間隔の間に、従来のDS−CDMAシステム100は(2サイクルで)6ビットを送信できる。したがって、同じ8チップの時間間隔でDS−CDMAシステム300が6ビットを送信するためには、ユーザ・ストリームが6つあればよい。本発明の一態様によれば、7番目のユーザ・ストリームを用いて、性能を維持する(たとえば、PAPRを改善する)ことができる。したがって、DS−CDMAシステム300は、mチップの間に

Figure 2005318631
ビットの情報を送信でき、したがって、DS−CDMAシステム300の速度は、次式のように、従来のDS−CDMAシステム100の速度と同じになる。
Figure 2005318631
7ストリームの情報を送信するためには、2のサイズのコード・ブックが必要である。DS−CDMAシステム300用のコード・ブックを明示的に定義する代わりに、あるアルゴリズムを用いて、そのコード・ブックを定義する。行列GpcおよびGrmを次のように定義する。
Figure 2005318631
The sequences w 0 , w 1 ,. . . , W 7 form the rows of an 8-dimensional Hadamard matrix H 8 so they are orthogonal. Variables b 1 ,. . . , B 6 gets a new value every 8 chips, and variable b 0 gets a new value every m chips. During a time interval of 8 chips, the conventional DS-CDMA system 100 can transmit 6 bits (in 2 cycles). Therefore, in order for the DS-CDMA system 300 to transmit 6 bits in the same 8-chip time interval, six user streams are required. According to one aspect of the invention, the seventh user stream can be used to maintain performance (eg, improve PAPR). Therefore, the DS-CDMA system 300 can be used during m chips.
Figure 2005318631
Bit information can be transmitted, so the speed of the DS-CDMA system 300 is the same as the speed of the conventional DS-CDMA system 100, as follows:
Figure 2005318631
To send information 7 streams, it is necessary code book of 2 7 sizes. Instead of explicitly defining a code book for the DS-CDMA system 300, an algorithm is used to define the code book. The matrices G pc and G rm are defined as follows:
Figure 2005318631

行列GpcおよびGrmは、単一パリティ検査符号および長さ8の1次Reed−Muller符号(たとえば、F.J.MacWilliams、N.J.A.Sloane、「The Theory of Error−Correcting Codes」、North−Holland、1977年を参照されたい)の生成行列である。これらは、コード・ブックBの性質を定義する。
aを、従来のDS−CDMAシステム100で使用している信号振幅とし、c、e、およびdを、本発明のDS−CDMAシステム300の信号振幅とする。バイナリ・ベクトル=(u,u,...,u)が(0,0,...,0)から(1,1,...,1)までの2=128個のとりうる値のすべてをとるとする。各ベクトルに対し、対応するベクトルを、以下のコード・ブック生成プロセス400(図4)に従って定義する。
1.νpcを計算する。
2.=Grm ν を計算する(⊥はベクトルの転置を表す)。
3. =(0,0,0,0)の場合はt=2とし、それ以外の場合はt=1とする。
4.ν=1−2ν、i=0,...,7とする。
5.次のようにベクトルを形成する。t=1の場合は、b=avおよびb=cν、i=1,...,7とし、それ以外の場合は、b=av、b=eν、i=1,...,6、およびb=−dνとする。
The matrices G pc and G rm are a single parity check code and a length 8 first-order Reed-Muller code (eg, FJ MacWilliams, NJA Sloane, “The Theory of Error-Collecting Codes”). , North-Holland, 1977). These define the nature of code book B.
Let a be the signal amplitude used in the conventional DS-CDMA system 100, and let c, e, and d be the signal amplitude of the DS-CDMA system 300 of the present invention. 2 7 = 128 binary vectors u = (u 0 , u 1 ,..., U 6 ) from (0, 0,..., 0) to (1, 1,..., 1) Let's take all the possible values of. For each vector u , a corresponding vector b is defined according to the following code book generation process 400 (FIG. 4).
1. v = u G pc is calculated.
2. Calculate h = G rm ν (表 す represents vector transpose).
3. If h = (0, 0, 0, 0) and t = 2, otherwise the t = 1.
4). ν i = 1-2ν i , i = 0,. . . , 7.
5). The vector b is formed as follows. For t = 1, b 0 = av 0 and b i = cν i , i = 1,. . . , 7; otherwise, b 0 = av 0 , b i = eν i , i = 1,. . . , 6 and b 7 = −dν 7 .

ベクトルは、コード・ブックBを形成する。
たとえば、=(0,1,1,0,0,0,0)とする。ν=(0,1,1,0,0,1,1,0)となり、さらに =(0,0,0,0)となる。したがって、t=2および=(a,−e,−e,e,e−e,−e,d)となる。
The vector b forms the code book B.
For example, u = (0, 1, 1, 0, 0, 0, 0). ν = (0,1,1,0,0,1,1,0), and the further h = a (0, 0, 0, 0). Therefore, t = 2 and b = (a, -e, -e, e, ee, -e, d).

エントリu、u、uがすべて0である任意のベクトルの場合、t=2となることは明らかであろう。さらなる例として、=(0,1,1,0,0,0,1)とする。ν=(0,1,1,0,0,1,0,1)となり、さらに =(0,1,0,0)となる。したがって、t=1および=(a,−c,−c,c,c,−c,c,−c)となる。
エントリu、u、uのうちの少なくとも1つが0でない任意のベクトルの場合、t=1となることは明らかであろう。
It will be apparent that for any vector u where the entries u 4 , u 5 , u 6 are all 0, t = 2. As a further example, let u = (0, 1, 1, 0, 0, 0, 1). ν = (0,1,1,0,0,1,0,1), and the further h = a (0,1,0,0). Therefore, t = 1 and b = (a, -c, -c, c, c, -c, c, -c).
It will be apparent that t = 1 for any vector u in which at least one of the entries u 4 , u 5 , u 6 is not zero.

DS−CDMAシステム300のPAPR
t=1のケースに対応するベクトルを第1種のベクトルと呼び、t=2のケースに対応するベクトルを第2種のベクトルと呼ぶ。第1種のベクトルの数が7・16=112個であり、第2種のベクトルの数が16個であることは明らかであろう。
第1種のベクトルの電力は、a+7cである。第2種のベクトルの電力は、a+6e+dである。ベクトルの総数は2=128である。したがって、コード・ブックにあるベクトルの平均エネルギーは次式で与えられる。

Figure 2005318631
式(7)のパーセバルの公式を用いると、チップ当たりの平均エネルギーは次式で表される。
Figure 2005318631
PAPR of DS-CDMA system 300
A vector b corresponding to the case of t = 1 is called a first type vector, and a vector b corresponding to the case of t = 2 is called a second type vector. It will be apparent that the number of vectors of the first type is 7.16 = 112 and the number of vectors of the second type is 16.
The power of the first type vector is a 2 + 7c 2 . The power of the second type vector is a + 6e 2 + d 2 . The total number of vectors is 2 7 = 128. Therefore, the average energy of the vectors in the code book is given by
Figure 2005318631
Using the Parseval formula of Equation (7), the average energy per chip is expressed by the following equation.
Figure 2005318631

DS−CDMAシステム300におけるチップ当たりの平均エネルギーを従来のDS−CDMAシステム100の場合と同じに保つには、e、c、およびdの振幅を、E=Eとなるように選択しなければならない(Eは式(8)で定義される)。
本発明のDS−CDMAシステム300のPAPRについて考える。第1種の任意のベクトルに対して、対応する出力ベクトルが、次式で表される同一の、エントリの絶対値のセットを有することは明らかであろう。
{|a+3c|,|a−c|,|a−5c|}
第1種のベクトルを生成するベクトルが、コセット・リーダの重みが2である1次Reed−Muller符号のコセットに属することに注意されたい。第2種のベクトルについても同じことがあてはまる。この場合、出力ベクトルHのエントリの絶対値のセットは次式で表される。
{|a+6e−d|,|a+d|,|a−2e−d|}
したがって、DS−CDMAシステム300のPAPRは次式で表される。

Figure 2005318631
To keep the average energy per chip in the DS-CDMA system 300 the same as in the conventional DS-CDMA system 100, the amplitudes of e, c, and d must be selected such that E B = E A. shall (E A is defined by equation (8)).
Consider the PAPR of the DS-CDMA system 300 of the present invention. It will be clear that for an arbitrary vector b of the first kind, the corresponding output vector s = b H 8 has the same set of absolute values of entries, expressed as:
{| A + 3c |, | a-c |, | a-5c |}
Note that the vector u that generates the first type vector b belongs to the coset of the primary Reed-Muller code with a coset reader weight of 2. The same applies to the second type of vector b . In this case, a set of absolute values of entries of the output vector s = bH is expressed by the following equation.
{| A + 6e-d |, | a + d |, | a-2e-d |}
Therefore, the PAPR of the DS-CDMA system 300 is expressed by the following equation.
Figure 2005318631

PAPRが小さいシステムを得るためには、E=Eを実現し、式(11)を最小にするよう振幅b、c、およびeを選択しなければならない。
この最適化問題の例示的な一解決策では、以下の振幅が得られている。
c=0.6125123893・a、e=0.611・a、d=1.837572876・a
このように選択すると、E=E、およびPAPR=2.013となることは明らかであろう。
In order to obtain a system with a low PAPR, the amplitudes b, c, and e must be chosen to achieve E B = E A and minimize Equation (11).
In an exemplary solution to this optimization problem, the following amplitude is obtained:
c = 0.65125123893.a, e = 0.611.a, d = 1.837572876.a
It will be apparent that such a selection results in E B = E A and PAPR = 2.014.

DS−CDMAシステム300の変形形態
PAPRが小さいだけでなく、ビット・エラー確率が低いことも求められる。次のセクションでは、復号アルゴリズムについて説明する。ビット・エラー確率を最小化するために、信号対雑音比(SNR)が低いチャネルと、高いチャネルとで異なるアプローチを用いることに注意されたい。信号対雑音比が高いチャネルの場合は、最小距離が大きいコード・ブックほどビット・エラー確率が低くなる。コード・ブックBの最小距離は、次式で定義される。
d(B)=min{dist()=(x−y+(x−y+...+(x−y∈B}
ベクトルの形式が

Figure 2005318631
であるベクトルが、第1種のベクトルのすべてのペアの中でペア間距離(dとする)が最小となることは明らかであろう。同様に、ベクトルの形式が
Figure 2005318631
であるベクトルが、第2種のベクトルのすべてのペアの中でペア間距離(dとする)が最小となる。
最後に、ベクトルの形式が
Figure 2005318631
であるベクトルが、一方が第1種のベクトルで他方が第2種のベクトルであるすべてのペアの中でペア間距離(dとする)が最小となる。既に示したように、SNRが高いチャネルでビット・エラー確率を低くするためには、コード・ブックの最小距離を最大化しなければならない。これは、一定振幅c、d、およびeの値を変更することによって実行できるが、そのようにすると、システムのPAPRが増える。 Variations of DS-CDMA System 300 Not only is the PAPR small, but it also requires a low bit error probability. In the next section, the decoding algorithm is described. Note that different approaches are used for channels with low signal-to-noise ratio (SNR) and high channels to minimize bit error probability. For channels with a high signal-to-noise ratio, the code book with the larger minimum distance has a lower bit error probability. The minimum distance for code book B is defined by:
d (B) = min {dist ( x , y ) = (x 0 −y 0 ) 2 + (x 1 −y 1 ) 2 +. . . + (X 7 −y 7 ) 2 : x , y ∈ B}
The vector format is
Figure 2005318631
It will be apparent that the vector with the smallest inter-pair distance (d 1 ) among all pairs of vectors of the first kind. Similarly, the vector format is
Figure 2005318631
Is the smallest pair-to-pair distance (d 2 ) among all the pairs of the second type vectors.
Finally, the vector format is
Figure 2005318631
Vector is found one the other in the first type of vector (a d 3) Pair distance among all pairs, which is the second type of vector becomes minimum. As already indicated, in order to reduce the bit error probability on a channel with a high SNR, the minimum distance of the code book must be maximized. This can be done by changing the values of constant amplitudes c, d and e, but doing so increases the PAPR of the system.

所望のPAPRが2.2であるとする。距離dおよびdの最小値がコード・ブックの最小距離を定義することは明らかであろう(距離dは常にdおよびdよりかなり大きい)。したがって、一定値c、d、およびeの最適な選択は、PAPR≒2.2およびE=Eである状態でd≒dとなるような選択である。 Let the desired PAPR be 2.2. It will be clear that the minimum of distances d 2 and d 3 defines the minimum distance of the code book (distance d 1 is always much larger than d 2 and d 3 ). Therefore, the optimal selection of the constant values c, d, and e is such that d 2 ≈d 3 with PAPR B ≈2.2 and E A = E B.

たとえば、c=0.611617844・a、e=0.63da、およびd=1.813520605daと選択すると、PAPR≒2.2009およびd≒2.992・a、d=2.987・a、d=3.1752・aであるDS−CDMAシステムが得られる。 For example, if c = 0.611617844 · a, e = 0.63d 3 a, and d = 1.813520605d 3 a, then PAPR≈2.2009 and d 1 ≈2.992 · a 2 , d 2 = 2 A DS-CDMA system with .987 · a 2 and d 3 = 3.1752 · a 2 is obtained.

図5は、付加白色ガウス雑音(AWGN)チャネルが存在する状態での、従来のDS−CDMAシステム100と本発明のDS−CDMAシステム300の相対的な復号性能(信号対雑音比に対するビット・エラー確率)を示すプロット500である。本発明の別の態様によれば、所定のしきい値によって区別されたチャネルの信号対雑音比(SNR)の高低に基づいて、異なる2つのコード・ブックを用いる。したがって、ビット・エラー確率を最小化するために、信号対雑音比(SNR)が低いチャネルと、高いチャネルとで異なるアプローチを用いる。信号対雑音比が高いチャネルの場合は、最小距離が大きいコード・ブックほどビット・エラー確率が低くなる。たとえば、図5に示すように、SNRが2を超える場合は、図3のDS−CDMAシステム300に関連付けられたコード・ブックのほうがビット・エラー確率が低くなる。
DS−CDMAシステム300の場合の復号
FIG. 5 shows the relative decoding performance (bit error versus signal-to-noise ratio) of the conventional DS-CDMA system 100 and the inventive DS-CDMA system 300 in the presence of an additive white Gaussian noise (AWGN) channel. Is a plot 500 showing the probability). According to another aspect of the present invention, two different code books are used based on the high and low signal-to-noise ratio (SNR) of the channels distinguished by a predetermined threshold. Therefore, to minimize the bit error probability, different approaches are used for low and high signal-to-noise ratio (SNR) channels. For channels with a high signal-to-noise ratio, the code book with the larger minimum distance has a lower bit error probability. For example, as shown in FIG. 5, when the SNR exceeds 2, the code book associated with the DS-CDMA system 300 of FIG. 3 has a lower bit error probability.
Decoding for DS-CDMA system 300

変数bの再構成については、システムAの場合とまったく同じ手続きを用いる。システムBおよびCでは、0番目のストリームで送信する信号の振幅をシステムAの場合と同じにするので、エラーの確率も同じになる。システムBおよびCにおける他のストリームからの再構成情報についても、システムAの場合と同じ逆拡散手続きを用いることができる。ただし、ストリーム1、2、...、7の信号振幅がシステムAの場合より低いので、ビット・エラー確率が高くなる。このため、逆拡散に加えて、受信ベクトルの事後確率(APP)復号を行うことができる。
もう一度、ベクトル=(b,b,...,b)を送信するとする。雑音があるチャネルに出力ベクトル

Figure 2005318631
を送信し、ベクトルを受信する。一般性を失うことなく、そのチャネルを付加白色ガウス雑音(AWGN)チャネルとする。すなわち、ベクトルの任意の要素の密度関数f(z)を次式で表すことができるものとする。
Figure 2005318631
ただし、σはチャネルのSNRに依存する。 For the reconstruction of the variable b 0 , exactly the same procedure as in the system A is used. In systems B and C, the amplitude of the signal transmitted in the 0th stream is the same as in system A, so the error probability is also the same. The same despreading procedure as in system A can be used for reconstruction information from other streams in systems B and C. However, streams 1, 2,. . . , 7 has a lower signal amplitude than in system A, so the bit error probability is higher. For this reason, in addition to despreading, posterior probability (APP) decoding of the received vector can be performed.
Assume again that the vector b = (b 0 , b 1 ,..., B 7 ) is transmitted. Output vector on noisy channel
Figure 2005318631
And receive the vector x = s + z . Without loss of generality, the channel is an additive white Gaussian noise (AWGN) channel. That is, the density function f (z i ) of an arbitrary element of the vector z can be expressed by the following equation.
Figure 2005318631
However, σ depends on the SNR of the channel.

図6は、一例示的復号プロセス600を表すフロー・チャートである。図6に示すように、例示的復号プロセス600は以下を実施する。
1.0から7までのiについて、y を計算する。
2.Bのすべての=(b,b,...,b)について、次式を計算する。

Figure 2005318631
3.0から7までのiについて、以下を実施する。
Figure 2005318631
4.0から7までのiについて、以下を実施する。
Figure 2005318631
5.終了。 FIG. 6 is a flow chart representing an exemplary decoding process 600. As shown in FIG. 6, the exemplary decoding process 600 performs the following:
For i from 1.0 to 7, calculate y i = x · w i .
2. For all b = (b 0 , b 1 ,..., B 7 ) of B, calculate:
Figure 2005318631
For i from 3.0 to 7, do the following:
Figure 2005318631
For i from 4.0 to 7, do the following:
Figure 2005318631
5). End.

標準的な引数を使用すると(たとえば、L.R.Bahlら、「Optimal Decoding of Linear Codes for Minimizing Symbol Error Rate」、IEEE Trans.Inform.Theory、20、284〜87頁、1974年を参照されたい)、次式が成り立つことは明らかであろう。

Figure 2005318631
Using standard arguments (see, for example, LR Bahl et al., “Optical Decoding of Linear Codes for Minimizing Symbol Error Rate”, IEEE Trans. Inform. Theory, pp. 284-87, 1974). It is clear that the following equation holds:
Figure 2005318631

すなわち、tは、i番目のビットの対数尤度比である。アルゴリズム600は、約1000回の実数演算を要する。
本明細書で示した実施形態および変形形態は本発明の原理を単に例示したものであること、ならびに、当業者であれば、本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく種々の変更を実施できることを理解されたい。
That, t i is the log-likelihood ratio of the i-th bit. The algorithm 600 requires about 1000 real number operations.
The embodiments and variations presented herein are merely illustrative of the principles of the present invention and that various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the scope and spirit of the invention. I want you to understand.

従来のDS−CDMAシステムを示す図である。It is a figure which shows the conventional DS-CDMA system. 図1のDS−CDMAシステムで用いることのできる例示的なコード・ブックを示す図である。FIG. 2 shows an exemplary code book that can be used in the DS-CDMA system of FIG. 本発明の機能を組み込んだDS−CDMAシステムを示す図である。It is a figure which shows the DS-CDMA system incorporating the function of this invention. コード・ブック生成プロセスの例示的実施態様を表すフロー・チャートである。6 is a flow chart representing an exemplary implementation of a code book generation process. 付加白色ガウス雑音(AWGN)チャネルが存在する状態での、図1の従来のDS−CDMAシステムと図3のDS−CDMAシステムの相対的な復号性能(信号対雑音比に対するビット・エラー確率)を示すプロットである。The relative decoding performance (bit error probability versus signal-to-noise ratio) of the conventional DS-CDMA system of FIG. 1 and the DS-CDMA system of FIG. 3 in the presence of an additive white Gaussian noise (AWGN) channel. It is a plot to show. 復号プロセスの例示的実施態様を表すフロー・チャートである。3 is a flow chart representing an exemplary implementation of a decoding process.

Claims (10)

CDMAシステムにおいて用いる、複数のベクトルからなるコード・ブックを生成する方法であって、
ピーク対平均電力比を低減するように前記コード・ブックの各ベクトルの振幅値および極性値を選択する工程を含む方法。
A method of generating a code book comprising a plurality of vectors for use in a CDMA system,
Selecting an amplitude value and a polarity value for each vector of the code book to reduce a peak-to-average power ratio.
所望のチップ当たりのエネルギーを維持するように前記振幅値を選択する、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the amplitude value is selected to maintain a desired energy per chip. 前記所望のチップ当たりのエネルギーが、より低次の拡散係数を有するCDMAシステムのチップ当たりのエネルギーに基づく、請求項2に記載の方法。   The method of claim 2, wherein the desired energy per chip is based on energy per chip of a CDMA system having a lower order diffusion coefficient. 前記選択する工程が、所望のチップ当たりの平均エネルギーを維持しながら、ピーク対平均電力比を低減するように前記振幅値を選択する工程をさらに含む、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the selecting further comprises selecting the amplitude value to reduce a peak-to-average power ratio while maintaining a desired average energy per chip. 第1の信号対雑音比の条件下で用いる第1のコード・ブックを生成する工程と、第2の信号対雑音比の条件下で用いる第2のコード・ブックを生成する工程とをさらに含む、請求項1に記載の方法。   Generating a first code book for use under conditions of the first signal to noise ratio; and generating a second code book for use under conditions of the second signal to noise ratio. The method of claim 1. CDMAシステムにおける送信機であって、
複数の乗算器を備え、前記乗算器のそれぞれは、符号化されたデータ・ストリームに、対応する拡散符号を乗じ、前記符号化されたデータ・ストリームは、複数のベクトルからなるコード・ブックに基づき、前記ベクトルのそれぞれは、ピーク対平均電力比を低減するように選択された、均一でない振幅値を有し、
前記複数の乗算器のそれぞれの出力を送信のためにまとめる結合器を備えた送信機。
A transmitter in a CDMA system comprising:
A plurality of multipliers, wherein each of the multipliers multiplies the encoded data stream by a corresponding spreading code, and the encoded data stream is based on a code book comprising a plurality of vectors. , Each of the vectors has a non-uniform amplitude value selected to reduce the peak-to-average power ratio;
A transmitter comprising a combiner for combining the outputs of the plurality of multipliers for transmission.
複数のベクトルからなるコード・ブックに基づいてデータ・ストリームを符号化する工程を含み、前記ベクトルのそれぞれが、前記ベクトルが一定の大きさの係数値を含む場合のピーク対平均電力比より、ピーク対平均電力比を低減する係数値を有する通信方法。   Encoding a data stream based on a code book comprising a plurality of vectors, each of the vectors having a peak-to-average power ratio when the vector includes a constant magnitude coefficient value. A communication method having a coefficient value for reducing an average power ratio. 前記符号化されたデータ・ストリームを送信する工程をさらに含む、請求項7に記載の方法。   The method of claim 7, further comprising transmitting the encoded data stream. 符号化されたデータ・ストリームに、対応する拡散符号を乗ずる工程をさらに含む、請求項7に記載の方法。   The method of claim 7, further comprising the step of multiplying the encoded data stream by a corresponding spreading code. 前記符号化されたデータ・ストリームが、第1の信号対雑音比の条件下で用いる第1のコード・ブックと、第2の信号対雑音比の条件下で用いる第2のコード・ブックとに基づく、請求項7に記載の方法。
The encoded data stream is in a first code book for use under conditions of a first signal to noise ratio and a second code book for use under conditions of a second signal to noise ratio. The method according to claim 7, which is based on.
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